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第79講-有機化學推斷的策略與方法(課件 練習(含解析) 學案)2025屆高中化學一輪復習

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第79講-有機化學推斷的策略與方法(課件 練習(含解析) 學案)2025屆高中化學一輪復習

資源簡介

(共76張PPT)
第79講
有機化學推斷的策略與方法
2025:基于主題教學的高考化學專題復習系列講座
2023
2023全國甲卷-36題 有機物的命名;方程式的書寫;反應條件的判斷;官能團的名稱;反應類型判斷;結構簡式書寫;同分異構體。
2023全國乙卷-36題 官能團的名稱;根有機物的命名;結構簡式書寫;反應類型判斷;同分異構體
2023浙江卷-21題 官能團的名稱;結構簡式書寫;方程式的書寫;基礎選擇題(考查條件、催化劑判斷、反應現象等);有機物合成路線設計。
2023新課標卷-30題 有機物的命名;雜化軌道類型判斷;官能團的名稱;反應類型判斷;結構簡式書寫;方程式的書寫;同分異構體。
2023山東卷-19題 有機物的命名;方程式的書寫;官能團的名稱;結構簡式書寫;反應類型判斷;等效氫判斷;雜化軌道。
2023河北卷-12題 反應類型判斷;結構簡式書寫;有機物的命名;方程式的書寫;限定條件的同分異構體書寫;簡單有機物合成路線設計。
2023北京卷-17題 方程式的書寫;官能團種類判斷;鍵能問題;結構簡式書寫及判斷。
2023海南卷-18題 結構簡式書寫;有機物的命名;官能團的名稱;反應類型判斷,反應方程式書寫;有機合成路線設計。
2023年——有機推斷考向考點統計
2024河北卷-18題 有機物的命名;反應類型判斷;結構簡式書寫;方程式的書寫;有機物熔沸點大小比較;官能團的名稱;限定條件的同分異構體種類判斷;限定反應條件的產物結構判斷;
2024全國甲卷-12題 官能團的名稱;結構簡式書寫;反應類型判斷;方程式的書寫;物質鑒別及實驗現象描述;限定條件同分異構體種類判斷。
2024浙江卷-15題 官能團的名稱;結構簡式書寫;反應類型判斷;限定條件的有機物結構簡式書寫;有機物合成路線設計。
2024新課標卷-11題 反應類型判斷;反應條件中物質作用;雜化原子種類判斷;官能團的名稱;結構簡式書寫;手性碳問題;給定條件的結構簡式書寫。
2024山東卷-17題 結構簡式書寫;反應類型判斷;方程式的書寫;官能團的名稱;手性碳問題;結構簡式書寫;反應條件控制。
2024江蘇卷-15題 官能團的名稱;結構簡式書寫;反應類型判斷;給定條件的結構簡式書寫;有機物合成路線設計。
2024北京卷-17題 官能團種類判斷;方程式的書寫;結構簡式書寫;結構問題;化學鍵判斷。
2024湖南卷-18題 等效氫問題;官能團的名稱;結構分析;反應方程式書寫;有機合成路線設計。
2024年——有機推斷考向考點統計
重溫經典
模型建構
名師導學
2023
知識重構
重溫經典
模型建構
名師導學
2023
知識重構
烷烴
氧化
燃燒
不能被KMnO4氧化
取代
鹵素單質、光照
產物復雜
知識重構1-各類有機物的性質
知識重構1-各類有機物的性質
烯烴
氧化
燃燒
能被KMnO4氧化
加成
與H2
與X2
加聚
與HX
與H2O
加聚反應
單烯烴
共軛二烯烴
1,2-加成
1,4-加成
加聚反應
知識重構1-各類有機物的性質
炔烴
氧化
燃燒
能被高錳酸鉀氧化
加成
與H2
與X2
加聚
與HX
與H2O
制備導電塑料
火焰明亮冒黑煙
氧炔焰切割金屬
制備氯乙烯
制備醛
知識重構1-各類有機物的性質
芳香烴

氧化
燃燒
火焰明亮冒黑煙
不能被高錳酸鉀氧化
取代
溴代反應
液溴
FeBr3做催化劑
硝化反應
磺化反應
加成反應
與H2加成
甲苯
苯環影響甲基
側鏈首碳有氫時被氧化為苯甲酸
甲基影響苯環
鄰對位活潑,更易取代
能氧化
易取代
難加成
知識重構1-各類有機物的性質
鹵代烴
有水水解
NaOH/水溶液加熱
屬于取代反應
生成醇
無水消去
NaOH/醇溶液加熱
生成烯烴
檢驗鹵原子
需斷β-H
知識重構1-各類有機物的性質

置換反應
取代反應
消去反應
氧化反應
與活潑金屬置換出H2
不如水中H活潑
酯化反應
與HBr的反應
成醚的反應
乙醇制乙烯
燃燒
催化氧化
被強氧化劑氧化
知識重構1-各類有機物的性質

氧化反應
酸性
取代反應
顯色反應
與Fe3+顯色
檢驗酚羥基或Fe3+
與濃溴水反應產生沉淀
羥基影響苯環鄰對位H更易被取代
三溴苯酚可溶于有機物
在空氣中放置被氧化顯紅色
易被KMnO4等強氧化劑氧化
苯環影響羥基顯弱酸性
酸性比H2CO3弱但比HCO3-強
苯酚可與Na、NaOH、Na2CO3反應
苯酚鈉可與HCl、HAc、H2CO3反應
知識重構1-各類有機物的性質

加成反應
與H2加成還原為醇
氧化反應
與HCN加成
催化氧化為酸
被Cu(OH)2懸濁液氧化
被銀氨溶液氧化
特殊
甲酸、甲酸某酯具有醛的性質
甲醛相當于有兩個醛基
知識重構1-各類有機物的性質
羧酸
酸性
酯化反應
酸性強于碳酸
反應機理
實驗
知識重構1-各類有機物的性質
羧酸衍生物

油脂

酰胺
水解
酸性
堿性
水解
加成
酸性
堿性
氨基
堿性
水解
酸性
堿性
可逆
完全
皂化反應
油脂的硬化
孤電子對
炔烴
烯烴
烷烴
鹵代烴


羧酸


芳香烴
加成
加成
還原
取代
水解
氧化
氧化
消去
加成
取代
水解
酯化
取代

取代
取代
消去
加成
知識重構2-各類有機物的相互轉化
知識重構3-根據反應條件推斷反應類型
反應條件 反應類型
X2光照 烴基位置的取代
液溴/Fe或FeBr3 芳香烴的取代
溴水/溴的CCl4溶液 烯烴、炔烴的加成
H2/鎳 烯烴、炔烴、芳香烴、醛、酮的加成
O2/Ag或Cu(CuO) 醇的催化氧化
知識重構3-根據反應條件推斷反應類型
反應條件 反應類型
NaOH水溶液 ①鹵代烴的水解 ②酯的水解
NaOH的乙醇溶液 鹵代烴的消去
濃硫酸加熱 ①酯化反應 ②醇的消去 ③成醚反應
稀硫酸加熱 ①酯的水解 ②低聚糖的水解
Cu(OH)2懸濁液 醛被氧化為羧酸
銀氨溶液 醛被氧化為羧酸
知識重構4-根據反應現象推斷官能團
反應現象 官能團
使溴水/溴的CCl4溶液褪色 碳碳雙鍵、碳碳三鍵
使高錳酸鉀褪色 碳碳雙鍵、碳碳三鍵、羥基、醛基或苯的同系物
遇FeCl3顯色 酚羥基
銀鏡反應或與Cu(OH)2反應生成磚紅色沉淀 醛基
與NaHCO3反應放出氣體 羧基
知識重構5-根據不飽和度分析分子結構
烴(CnHm)的不飽和度的計算
不飽和度的計算
Ω=
(2n+2)-m
2
含氧衍生物(CnHmOh)的不飽和度的計算
Ω=
(2n+2)-m
2
含鹵素衍生物(CnHmClh)的不飽和度的計算
Ω=
(2n+2)-m-h
2
含氮衍生物(CnHmNh)的不飽和度的計算
Ω=
(2n+2)-m+h
2
N
CH
重溫經典
模型建構
名師導學
2023
知識重構
【2023年河北卷】2,5-二羥基對苯二甲酸是一種重要的化工原料,廣泛用于合成高性能有機顏料及光敏聚合物;作為鈉離子電池的正、負電極材料也表現出優異的性能。利用生物質資源合成的路線如下:
已知:
CH2COOH
CH2COOCH3
C10H12O6
【2023年河北卷】2,5-二羥基對苯二甲酸是一種重要的化工原料,廣泛用于合成高性能有機顏料及光敏聚合物;作為鈉離子電池的正、負電極材料也表現出優異的性能。利用生物質資源合成的路線如下:
CH2COOH
CH2COOCH3
C10H12O6
回答下列問題:
(1)A→B的反應類型為 。
加成反應(或還原反應)
(2)C的結構簡式為 。
(3)D的化學名稱為 。
丁二酸二甲酯
CH3OOCCH2CH2COOH
【2023年河北卷】2,5-二羥基對苯二甲酸是一種重要的化工原料,廣泛用于合成高性能有機顏料及光敏聚合物;作為鈉離子電池的正、負電極材料也表現出優異的性能。利用生物質資源合成的路線如下:
CH2COOH
CH2COOCH3
C10H12O6
回答下列問題:
(4)G→H的化學方程式為:
。
【2024年河北卷】18. 甲磺司特(M)是一種在臨床上治療支氣管哮喘、特應性皮炎和過敏性鼻炎等疾病的藥物。M的一種合成路線如下(部分試劑和條件省略)?;卮鹣铝袉栴}:
CH2=CH- COOH
(1)A的化學名稱為____ ___。
丙烯酸
(2)B→C的反應類型為___ ____。
加成反應
(3)D的結構簡式為__ _____。
(4)由F生成G的化學方程式為_______。
(6)K與E反應生成L,新構筑官能團的名稱為_______。
酰胺基
取代反應
【2024年全國甲卷】12. 白藜蘆醇(化合物I)具有抗腫瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某課題組合成化合物I的路線。
回答下列問題:
(1)A中的官能團名稱為_________________。 (2)B的結構簡式為_____________________。
(3)由C生成D的反應類型為_________________。
硝基
C7H6N2O4
C7H8O2
取代反應
取代反應
【2024年全國甲卷】12. 白藜蘆醇(化合物I)具有抗腫瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某課題組合成化合物I的路線。
回答下列問題:
(4)由E生成F化學方程式為____________________________________________。
(5)已知G可以發生銀鏡反應,G的化學名稱為______________。
(6)選用一種鑒別H和I的試劑并描述實驗現象_______________________。
C7H6N2O4
C7H8O2
+ P(OC2H5)3 →
+ C2H5Br
4-甲氧基苯甲醛(或對甲氧基苯甲醛)
實驗現象為:分別取少量有機物H和I的固體溶于水配置成溶液,向溶液中滴加FeCl3溶液,溶液呈紫色的即為有機物I
-OCH3 甲氧基
鑒別試劑為:FeCl3溶液。
取代反應
【2024年全國甲卷】12. 白藜蘆醇(化合物I)具有抗腫瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某課題組合成化合物I的路線。
回答下列問題:
(7)I的同分異構體中,同時滿足下列條件的共有_____種(不考慮立體異構)。
①含有手性碳(連有4個不同的原子或基團的碳為手性碳);
②含有兩個苯環;③含有兩個酚羥基;④可發生銀鏡反應。
C7H6N2O4
C7H8O2
含有醛基
說明有飽和碳原子
得到I的主體結構為 ,再在苯環上取代兩個-OH
9
1
1
2
2
3
3
4
4
×
5
6
7
8
×
8
9
【2024年浙江卷】21. 某研究小組通過下列路線合成鎮靜藥物氯硝西泮。
已知:
【2024年浙江卷】21. 某研究小組通過下列路線合成鎮靜藥物氯硝西泮。
請回答:
(1)化合物E的含氧官能團的名稱是_______________。
(2)化合物C的結構簡式是________________。
硝基、羰基
硝基為吸電子基團,硝基存在會導致N原子結合質子能力減弱,
【2024年浙江卷】21. 某研究小組通過下列路線合成鎮靜藥物氯硝西泮。
請回答:
(3)下列說法不正確的是_______。
A. 化合物A→D的過程中,采用了保護氨基的方法
B. 化合物A的堿性比化合物D弱
C. 化合物B在氫氧化鈉溶液加熱的條件下可轉化為化合物A
D. 化合物G→氯硝西泮的反應類型為取代反應

硝基為吸電子基團,硝基的存在會導致N原子結合質子能力減弱,
×

G轉化為氯硝西泮,是羰基與氨基發生了加成反應后再發生消去反應
×
硝基為吸電子基團,硝基存在會導致N原子結合質子能力減弱,
【2024年浙江卷】21. 某研究小組通過下列路線合成鎮靜藥物氯硝西泮。
請回答:
(4)寫出F→G的化學方程式_______。
+ NH3 → + HBr
硝基為吸電子基團,硝基存在會導致N原子結合質子能力減弱,
【2024年浙江卷】21. 某研究小組通過下列路線合成鎮靜藥物氯硝西泮。
請回答:
(6)寫出同時符合下列條件的化合物B的同分異構體的結構簡式_______。
①分子中含有二取代的苯環。
② 譜和IR譜檢測表明:分子中共有4種不同化學環境的氫原子,無碳氧單鍵。
【2022年全國甲卷】用 N-雜環卡賓堿(NHC base)作為催化劑,可合成多環化合物。下面是一種多環化合物 H 的合成路線(無需考慮部分中間體的立體化學)。
回答下列問題:
(1)A 的化學名稱為 。
(2)反應②涉及兩步反應,已知第一步反應類型為加成反應,第二步的反應類型為 。
苯甲醇
消去反應
【2022年全國甲卷】用 N-雜環卡賓堿(NHC base)作為催化劑,可合成多環化合物。下面是一種多環化合物 H 的合成路線(無需考慮部分中間體的立體化學)。
Ω=3
(3)寫出 C 與 Br2/CCl4 反應產物的結構簡式 。(4) E 的結構簡式為 。
【2022年全國甲卷】用 N-雜環卡賓堿(NHC base)作為催化劑,可合成多環化合物。下面是一種多環化合物 H 的合成路線(無需考慮部分中間體的立體化學)。
Ω=3
(4)H 中含氧官能團的名稱是 。
(5)化合物 X 是 C 的同分異構體,可發生銀鏡反應,與酸性高錳酸鉀反應后可以得到對苯二甲酸,寫出 X 的結構簡式 。
硝基、酯基、羰基
除苯環外,3C,1O,2Ω
【2022年全國甲卷】用 N-雜環卡賓堿(NHC base)作為催化劑,可合成多環化合物。下面是一種多環化合物
H 的合成路線(無需考慮部分中間體的立體化學)。
Ω=3
正推+逆推
根據不飽和度推測結構
根據條件推測反應
根據不同分析斷鍵
H'分子中有 個手性碳(碳原子上連有 4 個不同的原子或基團時,該碳稱為手性碳)。
①不飽和碳無手性
②中X結構或Y結構的碳原子
【2022年全國乙卷】左旋米那普倫是治療成人重度抑郁癥的藥物之一,以下是其鹽酸鹽(化合物K)的一種合成路線(部分反應條件已簡化,忽略立體化學):
已知:化合物 F 不能與飽和碳酸氫鈉溶液反應產生二氧化碳。
C11H12O3
正推+逆推H
根據不飽和度推測結構F
根據條件推測反應E、G
根據不同分析斷鍵
【2022年全國乙卷】左旋米那普倫是治療成人重度抑郁癥的藥物之一,以下是其鹽酸鹽(化合物K)的一種合成路線(部分反應條件已簡化,忽略立體化學):
回答下列問題:
(1)A 的化學名稱是 。(2)C 的結構簡式為 。
(3)寫出由 E 生成 F 反應的化學方程式 。
3-氯-1-丙烯(或 3-氯丙烯)
【2022年全國乙卷】左旋米那普倫是治療成人重度抑郁癥的藥物之一,以下是其鹽酸鹽(化合物K)的一種合成路線(部分反應條件已簡化,忽略立體化學):
(4)E 中含氧官能團的名稱為 。(5)由 G 生成 H 的反應類型為 。
(6)I 是一種有機物形成的鹽,結構簡式為 。
羧基、羥基
取代反應
【2022年全國乙卷】左旋米那普倫是治療成人重度抑郁癥的藥物之一,以下是其鹽酸鹽(化合物K)的一種合成路線(部分反應條件已簡化,忽略立體化學):
(7)在 E 的同分異構體中,同時滿足下列條件的總數為 種。
a)含有一個苯環和三個甲基;b)與飽和碳酸氫鈉溶液反應產生二氧化碳;c)能發生銀鏡反應,不能發生水解反應。
上述同分異構體經銀鏡反應后酸化,所得產物中,核磁共振氫譜顯示有四組氫(氫原子數量比為 6∶3∶2∶1)的結構簡式為 。
5C、3O、2Ω
3-CH3,還剩2C、3O、2Ω
羧基,還剩C、O、Ω
醛基
3個-CH3,1個羧基,1個醛基
方法1:
方法2:
其中的3個-CH3
被1個羧基、
1個醛基、
1個H取代
類別 種類
AA或AB 鄰間對3種
AAA 連偏均3種
AAB 6種
ABC 10種
【2022年北京】碘番酸是一種口服造影劑,用于膽部X—射線檢查。其合成路線如下:
已知:R1COOH+R2COOH———→ +H2O
【2022年北京】碘番酸是一種口服造影劑,用于膽部X—射線檢查。其合成路線如下:
(1)A 可發生銀鏡反應,A 分子含有的官能團是 。
(2)B 無支鏈,B 的名稱是 。B 的一種同分異構體,其核磁共振氫譜只有一組峰,結構簡
式是 。
醛基
正丁酸
4個C,兩個O,一個Ω
【2022年北京】碘番酸是一種口服造影劑,用于膽部X—射線檢查。其合成路線如下:
(3)E 為芳香族化合物,E→F 的化學方程式是 。
(4)G 中含有乙基,G 的結構簡式是 。
【2022年北京】碘番酸是一種口服造影劑,用于膽部X—射線檢查。其合成路線如下:
(5)碘番酸分子中的碘位于苯環上不相鄰的碳原子上。碘番酸的相對分子質量為 571,
J的相對分子質量為 193,碘番酸的結構簡式是 。
(571-193)=378
3×127=381
【2022年北京】碘番酸是一種口服造影劑,用于膽部X—射線檢查。其合成路線如下:
(6)口服造影劑中碘番酸含量可用滴定分析法測定,步驟如下。
步驟一:稱取 a mg 口服造影劑,加入 Zn 粉、NaOH 溶液,加熱回流,將碘番酸中的碘完全轉化為 I-,冷卻、洗滌、過濾,收集濾液。
步驟二:調節濾液 pH,用 b mol L-1 AgNO3 標準溶液滴定至終點,消耗 AgNO3 溶液的體積為 c mL。
已知口服造影劑中不含其它含碘物質。計算口服造影劑中碘番酸的質量分數 。
【2022年江蘇】化合物 G 可用于藥用多肽的結構修飾,其人工合成路線如下:
(1) A 分子中碳原子的雜化軌道類型為 。
(2) B→C 的反應類型為 。
(3) D 的一種同分異構體同時滿足下列條件,寫出該同分異構體的結構簡式: 。
①分子中含有 4 種不同化學環境的氫原子;②堿性條件水解,酸化后得 2 種產物,其中一種含苯環且有 2 種含氧官能團,2 種產物均能被銀氨溶液氧化。
sp2、sp3
取代反應
除苯環外,6C,3O,2Ω
含酯基
苯環上連有醛基
一種產物是甲酸
【2022年江蘇】化合物 G 可用于藥用多肽的結構修飾,其人工合成路線如下:
除苯環外,6C,3O,2Ω
(4) F 的分子式為 C12H17NO2,其結構簡式為 。
C12H15NO3
【2022年山東】支氣管擴張藥物特布他林(H)的一種合成路線如下:
【2022年山東】支氣管擴張藥物特布他林(H)的一種合成路線如下:
【2022年山東】支氣管擴張藥物特布他林(H)的一種合成路線如下:
+Br,-H
CH3COOC2H5
【2022年山東】支氣管擴張藥物特布他林(H)的一種合成路線如下:
+Br,-H
CH3COOC2H5
【2022年山東】支氣管擴張藥物特布他林(H)的一種合成路線如下:
+Br,-H
(1)A→B 反應條件為 ;B 中含氧官能團有 種。
(2) B→C 反應類型為 ,該反應的目的是 。
(3) D 結構簡式為 ;E→F 的化學方程式 。
濃硫酸/加熱
2
取代反應
保護酚羥基
CH3COOC2H5
CH3COOC2H5
【2022年山東】支氣管擴張藥物特布他林(H)的一種合成路線如下:
+Br,-H
CH3COOC2H5
(4)H 的同分異構體中,僅含有—OCH2CH3、—NH2 和苯環結構的有 種。
6
【2022年河北】舍曲林(Sertraline)是一種選擇性 5-羥色胺再攝取抑制劑,用于治療抑郁癥,其合成路線之一如下:
-HCl
回答下列問題:
(1)①的反應類型為 。
(2)B 的化學名稱為 。
氧化反應
1
2
3
4
5
6
3,4-二氯苯甲酸
【2022年河北】舍曲林(Sertraline)是一種選擇性 5-羥色胺再攝取抑制劑,用于治療抑郁癥,其合成路線之一如下:
-HCl
(3)寫出一種能同時滿足下列條件的 D 的芳香族同分異構體的結構簡式 。
(a)紅外光譜顯示有 C=O 鍵;
(b)核磁共振氫譜有兩組峰,
峰面積比為1:1。
【2022年河北】舍曲林(Sertraline)是一種選擇性 5-羥色胺再攝取抑制劑,用于治療抑郁癥,其合成路線之一如下:
-HCl
(4)合成路線中,涉及手性碳原子生成的反應路線為 、 (填反應路線序號)。
①不飽和碳無手性
②中X結構或Y結構的碳原子


【2022年河北】舍曲林(Sertraline)是一種選擇性 5-羥色胺再攝取抑制劑,用于治療抑郁癥,其合成路線之一如下:
-HCl
(5)H→I 的化學方程式為 ,反應還可生成與 I 互為同分異構體的兩種副產物,其中任意一種的結構簡式為 (不考慮立體異構)。
【2022年河北】舍曲林(Sertraline)是一種選擇性 5-羥色胺再攝取抑制劑,用于治療抑郁癥,其合成路線之一如下:
-HCl
(5)H→I 的化學方程式為 ,反應還可生成與 I 互為同分異構體的兩種副產物,其中任意一種的結構簡式為 (不考慮立體異構)。
重溫經典
模型建構
名師導學
2023
知識重構
高考有機綜合題的總體命題特點
試題情境:復雜陌生有機物的合成。
呈現形式:合成路線圖 + 2~3條信息。
關鍵能力:歸納與論證、分析與推測,尤其是對陌生信息的提取加工和應用能力要求較高。
學科素養:宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知, 變化觀念、創新意識,結構決定性質的化學觀念等。
難度梯度:題目的設計基本都遵循了從“知識”到“應用”,從“基礎”到“能力”的過渡,梯度較為明顯。
設問方式
(1)辨識類
命名、官能團類別、反應類型、試劑和條件、手性碳
(2)表達類
分子式、結構簡式、化學方程式
(3)推斷類
未知物結構簡式、同分異構體結構簡式和數量
(4)設計類
有機合成的路線設計
高考有機綜合題的總體命題特點
高考有機綜合題的總體命題特點
其他特點:
各地高考有機化學綜合題不僅覆蓋了有機化學模塊的大部分主干知識,還將不同模塊間的知識進行融合創新。
如:有機物物理性質解釋(廣東卷),雜化類型(江蘇卷、遼寧卷),滴定測定(北京卷)等。
基礎原料
輔助原料
副產物
中間體
目標化合物
中間體
輔助原料
輔助原料
副產物
有機合成過程示意圖
A1
B1
N1

A2
B2
N2

M

X
骨架的構建
官能團的轉化(引入、消除)
官能團的轉化(引入、消除)
有機合成的一般思路示意圖
有機合成的主要任務:
構建碳骨架 引入官能團
重溫經典
模型建構
名師導學
2023
知識重構
【乙卷】
解題策略1
通過分子式計算得失分析變化
推測反應類型
確定可能的官能團
分子式
加減法判斷原子數目變化
分析不飽和度
反應條件
反應條件
C11H12O3
C15H21NO2
【江蘇】
(4) F 的分子式為 C12H17NO2,其結構簡式為 。
解題策略1
通過分子式計算得失分析變化
推測反應類型
確定可能的官能團
分子式
加減法判斷原子數目變化
分析不飽和度
反應條件
反應條件
C12H15NO3
解題策略1
通過分子式計算得失分析變化
【山東】
推測反應類型
確定可能的官能團
分子式
加減法判斷原子數目變化
分析不飽和度
反應條件
反應條件
通過特征條件推測反應類型
解題策略2
【全國甲卷】
通過特征條件推測反應類型
解題策略2
【北京】
已知:R1COOH+R2COOH
——→ +H2O
【北京】
通過前、后物質結構變化確定中間體結構
從流程的起點、終點,或者從流程中某些明確結構的有機物出發,從正、逆兩個方向進行分析、尋找突破。
抓住有機物在轉化時的“遺傳信息”,也就是有機物碳骨架和官能團的傳遞。變化的位置往往是我們進行推斷的切入點,不變和保留的結構片段只需在推斷中向后順延。
解題策略3
解題策略4
用好陌生信息突破關鍵步驟
【山東】
先看條件找出哪步用。
再看結構哪里斷的鍵。
題目要求再研究原理。
結構化的知識和結構化的思維是解決新情境下問題的關鍵能力
解題策略
4.用好陌生信息突破關鍵步驟
1.通過分子式計算得失分析變化
2.通過特征條件推測反應類型
3.通過前、后物質結構變化確定中間體結構第79講-有機化學推斷的策略與方法
1.[2023·浙江卷]某研究小組按下列路線合成胃動力藥依托比利。
已知:
請回答:
(1)化合物B的含氧官能團名稱是 。
(2)下列說法不正確的是___________。
A.化合物A能與發生顯色反應
B.A→B的轉變也可用在酸性條件下氧化來實現
C.在B+C→D的反應中,作催化劑
D.依托比利可在酸性或堿性條件下發生水解反應
(3)化合物C的結構簡式是 。
(4)寫出E→F的化學方程式 。
(5)研究小組在實驗室用苯甲醛為原料合成藥物芐基苯甲酰胺( )。利用以上合成線路中的相關信息,設計該合成路線 (用流程圖表示,無機試劑任選)
(6)寫出同時符合下列條件的化合物D的同分異構體的結構簡式 。
①分子中含有苯環
②譜和譜檢測表明:分子中共有4種不同化學環境的氫原子,有酰胺基。
2.[2023新課標] 莫西賽利(化合物K)是一種治療腦血管疾病的藥物,可改善腦梗塞或腦出血后遺癥等癥狀。以下為其合成路線之一。
回答下列問題:
(1)A的化學名稱是 。
(2)C中碳原子的軌道雜化類型有 種。
(3)D中官能團的名稱為 、 。
(4)E與F反應生成G的反應類型為 。
(5)F的結構簡式為 。
(6)I轉變為J的化學方程式為 。
(7)在B的同分異構體中,同時滿足下列條件的共有 種(不考慮立體異構);
①含有手性碳;②含有三個甲基;③含有苯環。
其中,核磁共振氫譜顯示為6組峰,且峰面積比為的同分異構體的結構簡式為 。
3.[2023山東]根據殺蟲劑氟鈴脲(G)的兩條合成路線,回答下列問題。
已知:Ⅰ.R1NH2+OCNR2→ Ⅱ.
路線一:
(1)A的化學名稱為 (用系統命名法命名);的化學方程式為 ;D中含氧官能團的名稱為 ;E的結構簡式為 。
路線二:
H中有 種化學環境的氫,①~④屬于加成反應的是 (填序號);J中原子的軌道雜化方式有 種。
4.[2024·江蘇卷]F是合成含松柏基化合物的中間體,其合成路線如下:
(1)A分子中的含氧官能團名稱為醚鍵和_______。
(2)中有副產物生成,該副產物的結構簡式為_______。
(3)的反應類型為_______;C轉化為D時還生成和_______(填結構簡式)。
(4)寫出同時滿足下列條件的F的一種芳香族同分異構體的結構簡式:_______。
堿性條件下水解后酸化,生成X、Y和Z三種有機產物。X分子中含有一個手性碳原子;Y和Z分子中均有2種不同化學環境的氫原子,Y能與溶液發生顯色反應,Z不能被銀氨溶液氧化。
(5)已知:與性質相似。寫出以、、和為原料制備的合成路線流程圖_______(無機試劑和有機溶劑任用,合成路線示例見本題題干)
5.[2024.湖南卷]化合物H是一種具有生物活性的苯并呋喃衍生物,合成路線如下(部分條件忽略,溶劑未寫出):
回答下列問題:
(1)化合物A在核磁共振氫譜上有_______組吸收峰;
(2)化合物D中含氧官能團的名稱為_______、_______;
(3)反應③和④的順序不能對換的原因是_______;
(4)在同一條件下,下列化合物水解反應速率由大到小的順序為_______(填標號);
① ② ③
(5)化合物的合成過程中,經歷了取代、加成和消去三步反應,其中加成反應的化學方程式為_______;
(6)依據以上流程信息,結合所學知識,設計以和為原料合成的路線_______(HCN等無機試劑任選)。
6.[2024·甘肅卷] 山藥素-1是從山藥根莖中提取的具有抗菌消炎活性的物質,它的一種合成方法如下圖:
(1)化合物I的結構簡式為_______。由化合物I制備化合物Ⅱ的反應與以下反應_______的反應類型相同。
A. B.
C. D.
(2)化合物Ⅲ的同分異構體中,同時滿足下列條件的有_______種。
①含有苯環且苯環上的一溴代物只有一種;
②能與新制反應,生成磚紅色沉淀;
③核磁共振氫譜顯示有4組峰,峰面積之比為。
(3)化合物IV的含氧官能團名稱為_______。
(4)由化合物V制備VI時,生成的氣體是_______。
(5)從官能團轉化的角度解釋化合物Ⅷ轉化為山藥素-1的過程中,先加堿后加酸的原因_______。
7. [2022·遼寧卷]某藥物成分H具有抗炎、抗病毒、抗氧化等生物活性,其合成路線如下:
已知:
回答下列問題:
(1)A的分子式為___________。
(2)在NaOH溶液中,苯酚與CH3OCH2Cl反應的化學方程式為___________。
(3)D→E中對應碳原子雜化方式由___________變為___________,PCC的作用為___________。
(4)F→G中步驟ⅱ實現了由___________到___________的轉化(填官能團名稱)。
(5)I的結構簡式為___________。
(6)化合物I的同分異構體滿足以下條件的有___________種(不考慮立體異構);
i.含苯環且苯環上只有一個取代基
ii.紅外光譜無醚鍵吸收峰
其中,苯環側鏈上有3種不同化學環境的氫原子,且個數比為6∶2∶1的結構簡式為___________(任寫一種)。
8.[2022·湖南卷]物質J是一種具有生物活性的化合物。該化合物的合成路線如下:
已知:①;

回答下列問題:
(1)A中官能團的名稱為_______、_______;
(2)F→G、G→H的反應類型分別是_______、_______;
(3)B的結構簡式為_______;
(4)C→D反應方程式為_______;
(5)是一種重要的化工原料,其同分異構體中能夠發生銀鏡反應的有_______種(考慮立體異構),其中核磁共振氫譜有3組峰,且峰面積之比為4:1:1的結構簡式為_______;
(6)Ⅰ中的手性碳原子個數為_______(連四個不同的原子或原子團的碳原子稱為手性碳原子);
(7)參照上述合成路線,以和為原料,設計合成的路線_______(無機試劑任選)。
9.[2021·全國乙卷]鹵沙唑侖W是一種抗失眠藥物,在醫藥工業中的一種合成方法如下:
回答下列問題:
(1)A的化學名稱是_______。 (2)寫出反應③的化學方程式_______。
(3)D具有的官能團名稱是_______。(不考慮苯環)
(4)反應④中,Y的結構簡式為_______。 (5)反應⑤的反應類型是_______。
(6)C的同分異構體中,含有苯環并能發生銀鏡反應的化合物共有_______種。
(7)寫出W的結構簡式_______。
10.[2021·全國甲卷]近年來,以大豆素(化合物C)為主要成分的大豆異黃酮及其衍生物,因其具有優良的生理活性而備受關注。大豆素的合成及其衍生化的一種工藝路線如圖
回答下列問題:
(1) A的化學名稱為_______。
(2)1 mol D反應生成E至少需要 mol氫氣。
(3)寫出E中任意兩種含氧官能團的名稱_______。
(4)由E生成F的化學方程式為 。
(5)由G生成H分兩步進行:反應1)是在酸催化下水與環氧化合物的加成反應,則反應2)的反應類型為 。
(6)化合物B的同分異構體中能同時滿足下列條件的有 (填字母)。
a.含苯環的醛、酮
b.不含過氧鍵(—O—O—)
c.核磁共振氫譜顯示四組峰,且峰面積比為3∶2∶2∶1
A.2個 B.3個 C.4個 D.5個
(7)根據上述路線中的相關知識,以丙烯為主要原料用不超過三步的反應設計合成。
11.[2022·煙臺模擬]用蘋果酸(A)為原料可以合成抗艾滋病藥物沙奎那韋的中間體(G),其合成路線如圖:
已知: ⅰ.RCOOH或R1COOR2RCH2OH或R1CH2OH;
ⅱ.SOCl2在酯化反應中作催化劑,若羧酸和SOCl2先混合會生成酰氯,酰氯與醇再反應成酯;若醇和SOCl2先混合會生成氯化亞硫酸酯,氯化亞硫酸酯與羧酸再反應成酯。
(1)為得到較多量的產物B,反應①應進行的操作是 。
(2)反應②的化學方程式為 ,反應②和⑤的目的是 。
(3)D的結構簡式為 ,G的分子式為 。
(4)M為C的同分異構體,M可由含有苯環的有機物N加氫還原苯環得到。N的分子中有五個取代基,1 mol N 能與4 mol NaOH反應,但只能與2 mol NaHCO3反應,N分子中有4種不同化學環境的氫原子。則M的結構簡式為 。
(5)以為原料合成,寫出能獲得更多目標產物的較優合成路線(其他試劑任選)。
12.苯并環己酮是合成萘()或萘的取代物的中間體。由苯并環己酮合成1-乙基萘的一種路線如圖所示:
已知:
回答下列問題:
(1)萘環上的碳原子的編號如(a)式,根據系統命名法,(b)式可稱為2-硝基萘,則化合物(c)的名稱應是 。
(2)有機物含有的官能團是 (填名稱),X的結構簡式是 。
(3)步驟Ⅲ的反應類型是 ,步驟Ⅳ的反應類型是 。
(4)反應Ⅱ的化學方程式是 。
(5)1-乙基萘的同分異構體中,屬于萘的取代物的有 種(不含1-乙基萘)。W也是1-乙基萘的同分異構體,它是含一種官能團的苯的取代物,核磁共振氫譜顯示W有3種不同化學環境的氫,峰面積之比為1∶1∶2,W的結構簡式為 。
(6)寫出用CH3COCH3和CH3MgBr為原料制備的合成路線(其他試劑任選)。
第79講-有機化學推斷的策略與方法答案及解析
1.【答案】(1)羥基、醛基 (2)BC (3)ClCH2CH2N(CH3)2
(4) +2H2 +H2O
(5)
(6)
【分析】由有機物的轉化關系可知, 發生催化氧化反應生成 ,碳酸鉀作用下 與ClCH2CH2N(CH3)2發生取代反應生成 ,則C為ClCH2CH2N(CH3)2; 與NH2OH反應生成 ,則E為 ;催化劑作用下 與氫氣發生還原反應生成 ,則F為 ; 與SOCl2發生取代反應生成 ; 與 發生取代反應生成依托比利。
【詳解】(1)由結構簡式可知,B分子的官能團為羥基、醛基,故答案為:羥基、醛基;
(2)A.由結構簡式可知,A分子中含有酚羥基,能與氯化鐵溶液發生顯色反應,使溶液變為紫色,故正確;
B.酚羥基具有強還原性,由結構簡式可知,A分子中含有酚羥基,則A→B的轉變不能用酸性高錳酸鉀溶液來實現,故錯誤;
C.由分析可知,B+C→D的反應為碳酸鉀作用下 與ClCH2CH2N(CH3)2發生取代反應生成 ,其中碳酸鉀的作用是中和反應生成的氯化氫,提高反應物的轉化率,故錯誤;
D.由結構簡式可知,依托比利分子中含有酰胺基,可在酸性或堿性條件下發生水解反應,故正確;
故選BC;
(3)由分析可知,C的結構簡式為ClCH2CH2N(CH3)2,故答案為:ClCH2CH2N(CH3)2;
(4)由分析可知,E→F的反應為催化劑作用下 與氫氣發生還原反應生成 ,反應的化學方程式為 +2H2 +H2O,故答案為: +2H2 +H2O;
(5)由題給信息可知,用苯甲醛為原料合成藥物芐基苯甲酰胺的合成步驟為 與NH2OH反應生成 ,催化劑作用下 與氫氣發生還原反應生成 ;催化劑作用下, 與氧氣發生催化氧化反應生成 , 與SOCl2發生取代反應生成 , 與 發生取代反應生成 ,合成路線為
(6)D的同分異構體分子中含有苯環,譜和譜檢測表明分子中共有4種不同化學環境的氫原子,有酰胺基說明同分異構體分子含有醚鍵或酚羥基,結合對稱性,同分異構體的結構簡式為 。
2【答案】(1)3-甲基苯酚(間甲基苯酚) (2)2 (3) 氨基 羥基
(4)取代反應 (5) (6)+H2O+HCl+N2↑
(7) 9
【分析】根據流程,A與2-溴丙烷發生取代反應生成B,B與NaNO2發生反應生成C,C與NH4HS反應生成D,D與乙酸酐[(CH3CO)2O]反應生成E,結合E的結構簡式和D的分子式可知,D為;E與F反應生成G,結合E和G的結構簡式和F的分子式可知,F為;G發生兩步反應生成H,H再與NaNO2/HCl反應生成I,結合I的結構和H的分子式可知,H為;I與水反應生成J,J與乙酸酐[(CH3CO)2O]反應生成K,結合K的結構簡式和J的分子式可知,J為;據此分析解題。
【詳解】(1)根據有機物A的結構,有機物A的化學名稱為3-甲基苯酚(間甲基苯酚)。
(2)有機物C中含有苯環,苯環上的C原子的雜化類型為sp2雜化,還含有甲基和異丙基,甲基和異丙基上的C原子的雜化類型為sp3雜化,故答案為2種。
(3)根據分析,有機物D的結構為,其官能團為氨基和羥基。
(4)有機物E與有機物F發生反應生成有機物G,有機物中的羥基與有機物F中的Cl發生取代反應生成有機物G,故反應類型為取代反應。
(5)根據分析,有機物F的結構簡式為。
(6)有機物I與水反應生成有機物J,該反應的方程式為+H2O+HCl+N2↑。
(7)連有4個不同原子或原子團的碳原子稱為手性碳原子。在B的同分異構體中,含有手性碳、含有3個甲基、含有苯環的同分異構體有9種,分別為:、 、、、、 、、、;其中,核磁共振氫譜顯示為6組峰,且峰面積比為3:3:3:2:2:1的同分異構體的結構簡式為。
3.【答案】(1) 2,6-二氯甲苯 +2KF +2KCl 酰胺基
(2) 2 ②④ 3
【分析】路線:根據流程及A的分子式為C7H6Cl2,可推出A的結構式為,A在氨氣和氧氣的作用下,生成了B(),B與KF反應,生成C(),根據題給信息,C與過氧化氫反應,生成D(),D和(COCl2)2反應生成E,E的分子式為C8H3F2NO2,推出E的結構式為,E與F()反應生成了氟鈴脲(G)。
路線二:
根據流程及F的分子式可推出H的結構式,H與氫氣反應生成I(),I與CF2=CF2反應生成F(),F與(COCl2)2反應生成J(),J與D()反應生成了氟鈴脲(G)。
【詳解】(1)由分析可知,A為,系統命名為2,6-二氯甲苯,B與KF發生取代反應生成C,化學方程式為+2KF +2KCl,D為,含氧官能團為酰胺基,根據分析,E為。
(2)根據分析,H為,由結構特征可知,含有2種化學環境的氫,根據分析流程可知H→I為還原反應,I→F為加成反應,F→J為取代反應,J→G為加成反應,J為,苯環上的C原子采用sp2雜化,O=C=N中的C采用sp雜化,飽和碳采用sp3雜化,共3種,N原子的雜化方式為sp2、O原子雜化方式為sp2和sp3,所以J中原子的雜化方式有3種。
4.【答案】(1)羰基 (2) (3) ①. 消去反應 ②. N(CH3)3
(4)
(5)
【解析】
【分析】A中羰基相連的甲基發生加成反應,得到的羥基與(CH3)2NH發生取代反應,得到物質B,B中N原子在CH3I和Ag2O、H2O的先后作用下,引入一個CH3,得到物質C;C受熱發生消去反應,+N(CH3)3同OH-與相鄰C上的H發生消去反應生成H2O和N(CH3)3,生成碳碳雙鍵得到物質D,D的碳碳雙鍵在H2O2的堿溶液作用下發生反應,后再酸化引入兩個羥基則得到物質E,兩個羥基與CH3COCH3在HCl環境中脫去H2O得到物質F。
【小問1詳解】
根據題中A分子的結構可知,其含氧官能團有醚鍵和羰基。
【小問2詳解】
A生成B過程是甲醛與A中羰基相連的甲基發生加成反應,得到的羥基與(CH3)2NH發生取代反應,結合副產物的分子式,可推斷該副產物是一分子A結合了兩分子的HCHO和(CH3)2NH,結構簡式為。
【小問3詳解】
據分析,的反應類型為消去反應;C轉化為D時還生成H2O和N(CH3)3。
【小問4詳解】
由題中F的結構簡式可知其分子式是C13H16O5,其不飽和度為6,其芳香族同分異構體在堿性條件下水解后酸化,生成X、Y和Z三種有機產物,推斷該同分異構體中含有兩個酯基。X分子中含有一個手性碳原子,則有一個碳原子連接著四種互不相同的原子或原子團;Y和Z分子中均有2種不同化學環境的氫原子,Y能與溶液發生顯色反應,則Y含有酚羥基,推斷Y的結構簡式是,Z不能被銀氨溶液氧化,則Z不含醛基,推斷Z的結構簡式是CH3COOH;則X分子中共含有5個C原子,其中有-COOH,則推斷其結構簡式是;綜上分析,該芳香族同分異構體的一種結構簡式是。
【小問5詳解】
結合物質E生成F的結構變化可推斷與反應可生成目標產物的部分;產物的部分可由生成后與HCHO反應增長碳鏈得到,故設計合成路線:
5.【答案】(1)6 (2) ①. 醛基 ②. 醚鍵
(3)先進行反應③再進行反應④可以防止酚羥基被氧化
(4)①③② (5);
(6)
【解析】A與氯化劑在加熱條件下反應得到B,B在BBr3,0℃的條件下,甲基被H取代得到C,C與CH2BrCH2Br在K2CO3的作用下發生取代反應得到D,D被氧化劑氧化為E,E中存在酯基,先水解,再酸化得到F,F與Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下苯環上一個H被醛基取代得到G,G與ClCH2COCH3經歷了取代、加成和消去三步反應得到H。
【小問1詳解】由A的結構可知,A有6種等效氫,即核磁共振氫譜上有6組吸收峰;
【小問2詳解】由D的結構可知,化合物D中含氧官能團的名稱為:醛基、醚鍵;
【小問3詳解】反應③和④的順序不能對換,先進行反應③再進行反應④可以防止酚羥基被氧化;
【小問4詳解】中F的電負性很強,-CF3為吸電子基團,使得-OOCH中C-O鍵更易斷裂,水解反應更易進行,中-CH3是斥電子集團,使得-OOCH中C-O鍵更難斷裂,水解反應更難進行,因此在同一條件下,化合物水解反應速率由大到小的順序為:①③②;
【小問5詳解】化合物G→H的合成過程中,G發生取代反應羥基上的H被-CH2COCH3取代,得到, 中的醛基加成得到,中的羥基發生消去反應得到,其中加成反應的化學方程式為:;
【小問6詳解】
和Cl2CHOCH3在TiCl4作用下發生類似反應⑥的反應得到,與HCN加成得到,酸性水解得到,發生縮聚反應得到,具體合成路線為:。
6.【答案】(1) ①. ②. AD (2)6
(3)酚羥基、醚鍵、醛基 (4)CO2 (5)提高化合物Ⅷ的轉化率
【解析】
【分析】I的分子式為C9H12O2,在光照的條件下和氯氣發生取代反應得II,故I的結構為;化合物V轉化為化合物VI發生脫羧反應,有CO2生成;
【小問1詳解】由分析,I的結構簡式為,由化合物I制備化合物Ⅱ的反應類型為取代反應,A、D都是烴與氯氣發生取代反應,B是苯在光照條件下和氯氣發生加成反應,C是C2H4Cl2發生消去反應,故選AD;
【小問2詳解】化合物Ⅲ為,分子式C10H12O4,同時滿足下列條件:①含有苯環且苯環上的一溴代物只有一種,說明苯環上只有一種化學環境的氫原子;②能與新制Cu(OH)2反應,生成磚紅色沉淀,說明有醛基,根據分子式,不飽和度為5,除去苯環的不飽和度,只有一個醛基;③核磁共振氫譜顯示有4組峰,峰面積之比為1:2:3:6,說明分子中有4種不同化學環境的氫原子,數目分別為1、2、3、6,故滿足條件的同分異構體有:、、、、、,共6種;
【小問3詳解】化合物IV結構為,其中含氧官能團的名稱為酚羥基、醚鍵、醛基;
【小問4詳解】
對比化合物V和化合物VI的結構,化合物VI比化合物V少一個碳原子兩個氧原子,由化合物V制備VI時,生成的氣體是CO2;
【小問5詳解】
化合物Ⅷ轉化為山藥素-1的過程發生的是酯基水解,酯在堿性條件下水解更徹底,再加入酸將酚羥基的鹽轉化為酚羥基得目標產物山藥素-1,若直接加酸,由于酯在酸性條件下的水解可逆,產率較低,故先加堿后加酸是為了提高化合物Ⅷ的轉化率。
7.【答案】(1)
(2)+CH3OCH2Cl+NaOH+NaCl+H2O
(3)①. ②. ③. 選擇性將分子中的羥基氧化為羰基
(4)①. 硝基 ②. 氨基
(5)
(6)① 12 ②. (或)
【解析】F中含有磷酸酯基,且中步聚ⅰ在強堿作用下進行,由此可推測發生題給已知信息中的反應;由F、G的結構簡式及化合物Ⅰ的分子式可逆推得到Ⅰ的結構簡式為 ;
【小問1詳解】
由A的結構簡式可知A是在甲苯結構基礎上有羥基和硝基各一個各自取代苯環上的一個氫原子,所以A的分子式為“”;
【小問2詳解】
由題給合成路線中的轉化可知,苯酚可與發生取代反應生成與HCl,HCl可與NaOH發生中和反應生成NaCl和H2O,據此可得該反應的化學方程式為
“+CH3OCH2Cl+NaOH+NaCl+H2O”;
【小問3詳解】
根據D、E的結構簡式可知,發生了羥基到酮羰基的轉化,對應碳原子雜化方式由“sp3”變為“sp2”;由的結構變化可知,PCC的作用為“選擇性將分子中的羥基氧化為羰基”;
【小問4詳解】
由題給已知信息可知,的步驟ⅰ中F與化合物Ⅰ在強堿的作用下發生已知信息的反應得到碳碳雙鍵,對比F與G的結構簡式可知,步驟ⅱ發生了由“硝基”到“氨基”的轉化;
【小問5詳解】
根據分析可知,化合物I的結構簡式為“”;
【小問6詳解】
化合物Ⅰ的分子式為C10H14O,計算可得不飽和度為4,根據題目所給信息,化合物Ⅰ的同分異構體分子中含有苯環(已占據4個不飽和度),則其余C原子均為飽和碳原子(單鍵連接其他原子);又由紅外光譜無醚鍵吸收峰,可得苯環上的取代基中含1個羥基;再由分子中苯環上只含有1個取代基,可知該有機物的碳鏈結構有如下四種:(1、2、3、4均表示羥基的連接位置),所以滿足條件的化合物Ⅰ的同分異構體共有“12”種;其中,苯環側鏈上有3種不同化學環境的氫原子,且個數比為6∶2∶1的同分異構體應含有兩個等效的甲基,則其結構簡式為“ 或”。
8【答案】(1)醚鍵 醛基
(2) 取代反應 加成反應
(3)
(4)
(5) 5
(6)1
(7)
【解析】A()和反應生成B(C12H14O4),根據“已知①”可以推出B的結構簡式為;B和HCOONH4發生反應得到C(C12H16O4),C又轉化為D(C12O14O3),根據“已知②”可推出C的結構簡式為,D的結構簡式為;D和HOCH2CH2OH反應生成E();E在一定條件下轉化為F();F和CH3I在堿的作用下反應得到G(C15H18O5),G和反應得到H(),對比F和H的結構簡式可得知G的結構簡式為;H再轉化為I();I最終轉化為J()。
(1)A的結構簡式為,其官能團為醚鍵和醛基。
(2)由分析可知,G的結構簡式為,對比F和G的結構簡式可知F→G的反應為取代反應;G→H反應中,的碳碳雙鍵變為碳碳單鍵,則該反應為加成反應。
(3)由分析可知,B的結構簡式為。
(4)由分析可知,C、D的結構簡式分別為C的結構簡式為、,則C→D的化學方程式為。
(5)的同分異構體能發生銀鏡反應,說明該物質含有醛基,根據分子式C4H6O可得知,該物質還含有碳碳雙鍵或者三元環,還要分析順反異構,則符合條件的同分異構體有5種,它們分別是CH2=CHCH2CHO、(與后者互為順反異構體)、(與前者互為順反異構體)、和,其中核磁共振氫譜有3組峰,且峰面積之比為4:1:1的結構簡式是。
(6)連四個不同的原子或原子團的碳原子成為手性碳原子,則I中手性碳原子的個數為1,是連有甲基的碳原子。
(7)結合G→I的轉化過程可知,可先將轉化為,再使和反應生成,并最終轉化為;綜上所述,合成路線為:。
9.【答案】 (1)2-氟甲苯(或鄰氟甲苯)
(2)++NaOH+NaCl+H2O
(3) 氨基、羰基、鹵素原子(溴原子、氟原子)
(4) (5)取代反應 (6)10 (7)
【解析】 (2)反應③為與在氯化鋅和氫氧化鈉的作用下,發生取代反應生成。
(4)D為,E為,根據結構特點及反應特征,可推出Y為。
(5)E為,F為,根據結構特點,可知與發生取代反應生成F。
(6)C為,含有苯環且能發生銀鏡反應的同分異構體中含有醛基、碳氟鍵、碳氯鍵,即苯環上含有三個不同的取代基,可能出現的結構有、、、、、、、 、,故其同分異構體共有10種。
10.【答案】 (1)間苯二酚(或1,3-苯二酚) (2)2 (3)酯基,醚鍵,酮基(任寫兩種)
(4)+H2O
(5)取代反應 (6)C (7)
【解析】 (1)A為,化學名稱為間苯二酚(或1,3-苯二酚),故答案為:間苯二酚(或1,3-苯二酚);
(3)E為,含有的含氧官能團的名稱為酯基,醚鍵,酮基(任寫兩種),故答案為:酯基,醚鍵,酮基(任寫兩種);
(2)D為,與氫氣發生加成反應生成,碳碳雙鍵及酮羰基都發生了加成反應,所以1 mol D反應生成E至少需要2 mol氫氣。
(5)由G生成H分兩步進行:反應1)是在酸催化下水與環氧化合物的加成反應,則反應2)是將酯基水解生成羥基,反應類型為取代反應。
(6)化合物B為,同分異構體中能同時滿足下列條件:a.含苯環的醛、酮;b.不含過氧鍵(—O—O—);c.核磁共振氫譜顯示四組峰,且峰面積比為3∶2∶2∶1,說明為醛或酮,而且含有甲基,根據要求可以寫出:、、、,故有4種。
(7)以丙烯為主要原料用不超過三步的反應設計合成下圖有機物,可以將丙烯在m-CPBA的作用下生成環氧化合物,環氧化合物在酸催化下水發生加成反應,然后再與碳酸二甲酯發生酯化反應即可,故合成路線為:。
11.【答案】 (1)先將SOCl2與甲醇混合反應后,再加入蘋果酸進行反應
(2)+ +2CH3OH
保護兩個羥基不被氯代
(3) C12H11NO3Cl2
(4)、
(5)
【解析】 (1)蘋果酸A為,若A先和SOCl2混合則A上的羥基會參與反應,根據產物B的結構可知反應后依然存在兩個羥基,所以要得到較多的B,就應先將SOCl2與甲醇混合反應后,再加入蘋果酸進行反應減少副產物。
(3)C為,根據反應條件以及反應信息,可推斷D的結構簡式為。
(4)M為C的同分異構體,所以M分子式為C9H14O6,M可由含有苯環的有機物N加氫還原苯環得到,所以N的分子式為C9H8O6,不飽和度為6。1 mol N只能與2 mol NaHCO3反應,說明一個N的分子中有2個—COOH,一個苯環和2個羧基已經占有了6個不飽和度,而1 mol N能與4 mol NaOH反應,說明除2個羧基外還有兩個酚羥基,N有五個取代基,分子中有4種不同化學環境的氫原子,所以是高度對稱的結構,所以N可能為或。則M的結構簡式為或。
12.【答案】 (1)1,6-二甲基萘 (2)碳碳雙鍵、碳溴鍵 C2H5MgBr (3)取代反應 消去反應
(4)
(5)11 
(6)
【解析】 (1)根據萘環上的碳原子的編號可知,甲基分別取代了1號和6號碳上的氫原子,所以化合物(c)的名稱是1,6-二甲基萘。
(2)有機物含有的官能團是碳碳雙鍵和碳溴鍵;通過分析知,X為C2H5MgBr。
(4)Y為,反應Ⅱ為醇的消去反應,則反應Ⅱ的化學方程式是。
(5)屬于萘的取代物的同分異構體如果有一個取代基,為乙基,有2個位置(包含1-乙基萘),如果有2個取代基,為2個甲基,可以處于同一苯環上,確定一個甲基位置,另外甲基位置如圖所示:,有4種,若處于不同苯環上,確定一個甲基位置,另外甲基位置如圖所示:,,有6種,不包括1-乙基萘,符合條件的同分異構體有2+4+6-1=11種;W也是1-乙基萘的同分異構體,它是含一種官能團的苯的取代物,則含有3個碳碳雙鍵,核磁共振氫譜顯示W有三種不同化學環境的氫原子,具有高對稱性,且個數比為1∶1∶2,含有3個—CH==CH2且處于間位,其結構簡式為。
(6)以CH3COCH3、CH3MgBr為原料合成,可由CH2==C(CH3)2和溴發生加成反應得到,CH2==C(CH3)2可由(CH3)3COH發生消去反應得到,(CH3)3COH可由CH3COCH3、CH3MgBr反應得到,合成路線見答案。
注意:
(1)在中文字體設置完成后,全選文檔,設置西文為新羅馬。
文中的化學式,一定要用英文半角的括號,不要用中文括號;其余的小括號,一律用中文半角的括號。
(2)阿拉伯數字后面,要用英文的圓點(半角),不要用頓號。填空題的橫線結束,要有標點。
(3)文中的數字序號和選項的字母,不要使用自動生成的,要自己輸入,以后方便編輯。不同級別的序號,均另起行。
(4)文中各種符號的編寫,如方程式中的反應條件、可逆符號、分數等,建議參照附件4,使用域代碼(使用方法可以百度:選中,shift+F9可以查看并編輯,再次按shift+F9顯示結果)。
(5)頁面設置按模板即可,行距為1.5倍行距。第79講-有機化學推斷的策略與方法
一、知識重構
1.各類有機物的性質
有機綜合推斷題常以框圖或變相框圖的形式呈現一系列物質的衍變關系,經常是在一系列衍變關系中有部分產物已知或衍變條件已知,因而解答此類問題的關鍵是熟悉烴及各種衍生物之間的轉化關系及轉化條件。
2.根據反應條件推斷反應類型
反應條件 反應類型
X2光照 烴基位置的取代
液溴/Fe或FeBr3 芳香烴的取代
溴水/溴的CCl4溶液 烯烴、炔烴的加成
H2/鎳 烯烴、炔烴、芳香烴、醛、酮的加成
O2/Ag或Cu(CuO) 醇的催化氧化
NaOH水溶液 ①鹵代烴的水解 ②酯的水解
NaOH的乙醇溶液 鹵代烴的消去
濃硫酸加熱 ①酯化反應 ②醇的消去 ③成醚反應
稀硫酸加熱 ①酯的水解 ②低聚糖的水解
Cu(OH)2懸濁液 醛被氧化為羧酸
銀氨溶液 醛被氧化為羧酸
3.根據反應現象推斷官能團
反應現象 官能團
使溴水/溴的CCl4溶液褪色 碳碳雙鍵、碳碳三鍵
使高錳酸鉀褪色 碳碳雙鍵、碳碳三鍵、羥基、醛基或苯的同系物
遇FeCl3顯色 酚羥基
銀鏡反應或與Cu(OH)2反應生成磚紅色沉淀 醛基
與NaHCO3反應放出氣體 羧基
4.根據不飽和度分析分子結構
烴(CnHm)的不飽和度的計算:Ω=
含氧衍生物(CnHmOh)的不飽和度的計算:Ω=
含鹵素衍生物(CnHmClh)的不飽和度的計算:Ω=
含氮衍生物(CnHmNh)的不飽和度的計算:Ω=
重溫經典
1.(2023年河北卷)2,5-二羥基對苯二甲酸是一種重要的化工原料,廣泛用于合成高性能有機顏料及光敏聚合物;作為鈉離子電池的正、負電極材料也表現出優異的性能。利用生物質資源合成的路線如下:
已知:
回答下列問題:
(1)的反應類型為 。 (2)C的結構簡式為 。
(3)D的化學名稱為 。 (4)的化學方程式為 。
(5)寫出一種能同時滿足下列條件的G的同分異構體的結構簡式 。
(a)核磁共振氫譜有兩組峰,且峰面積比為;
(b)紅外光譜中存在吸收峰,但沒有吸收峰;
(c)可與水溶液反應,反應液酸化后可與溶液發生顯色反應。
(6)阿伏苯宗是防曬霜的添加劑之一。試以碘甲烷、對羥基苯乙酮()和對叔丁基甲苯[]為原料,設計阿伏苯宗的合成路線 。(無機試劑和三個碳以下的有機試劑任選)
【答案】(1)加成反應(或還原反應) (2)CH3OOCCH2CH2COOH (3)丁二酸二甲酯
(4)+4NaOH+2CH3OH+2H2O
(5)
(6)
【解析】與H2在催化劑存在下發生加成反應生成,與CH3OH反應生成C,C的分子式為C5H8O4,則C的結構簡式為CH3OOCCH2CH2COOH;C與CH3OH在酸存在下反應生成D;F與I2/KI、H2O2發生芳構化反應生成G,G的分子式為C10H10O6,G與NaOH/H2O加熱反應生成H,H與H+/H2O反應生成DHTA,結合DHTA的結構簡式知,G的結構簡式為,H的結構簡式為。
【詳解】
(1)對比A、B的結構簡式,A→B為A與H2發生的加成反應(或還原反應)生成B。
(2)根據分析,C的結構簡式為CH3OOCCH2CH2COOH;
(3)D的結構簡式為CH3OOCCH2CH2COOCH3,D中官能團為酯基,D的化學名稱為丁二酸二甲酯。
(4)G的結構簡式為,H的結構簡式為,G→H的化學方程式為+4NaOH+2CH3OH+2H2O。
(5)G的分子式為C10H10O6,G的同分異構體的紅外光譜中存在C=O吸收峰、但沒有O—H吸收峰,能與NaOH水溶液反應,反應液酸化后可與FeCl3溶液發生顯色反應,G的同分異構體中含有、不含—OH,G的同分異構體的核磁共振氫譜有兩組峰、且峰面積比為3∶2,則符合條件的G的同分異構體的結構簡式為。
(6)對比與、CH3I、的結構簡式,結合題給已知,可由與在1)NaNH2、2)H+/H2O作用下合成得到;可由與CH3I發生取代反應制得;可由先發生氧化反應生成、再與CH3OH發生酯化反應制得,則合成路線為:。
2 (2024年河北卷)甲磺司特(M)是一種在臨床上治療支氣管哮喘、特應性皮炎和過敏性鼻炎等疾病的藥物。M的一種合成路線如下(部分試劑和條件省略)。
回答下列問題:
(1)A的化學名稱為_______。
(2)的反應類型為_______。
(3)D的結構簡式為_______。
(4)由F生成G的化學方程式為_______。
(5)G和H相比,H的熔、沸點更高,原因為_______。
(6)K與E反應生成L,新構筑官能團的名稱為_______。
(7)同時滿足下列條件的I的同分異構體共有_______種。
(a)核磁共振氫譜顯示為4組峰,且峰面積比為;
(b)紅外光譜中存在和硝基苯基()吸收峰。
其中,可以通過水解反應得到化合物H的同分異構體的結構簡式為_______。
【答案】(1)丙烯酸 (2)加成反應
(4)
(5)H分子中存在羥基,能形成分子間氫鍵
(6)酰胺基 (7) ①. 6 ②.
【解析】由流程圖可知,A與甲醇發生酯化反應生成B,則A的結構簡式為;B與CH3SH發生加成反應生成C;C在堿性條件下發生酯的水解反應,酸化后生成D,則D的結構簡式為;D與SOCl2發生取代反應生成E;由F的分子式可知,F的結構簡式為;F發生硝化反應生成G,G的結構簡式為;G在一定條件下發生水解反應生成H,H的結構簡式為;H與發生取代反應生成I;I與乙醇鈉發生反應生成J;J發生硝基的還原生成K,K的結構簡式為;K與E發生取代反應生成L;L與反應生成M。
【小問1詳解】由A→B的反應條件和B的結構簡式可知該步驟為酯化反應,因此A為,其名稱為丙烯酸。
【小問2詳解】B與發生加成反應,和分別加到雙鍵碳原子上生成C。
【小問3詳解】結合C和E的結構簡式以及C→D和D→E的反應條件,可知C→D為C先在堿性條件下發生水解反應后酸化,D為,D與亞硫酰氯發生取代反應生成E。
【小問4詳解】F→G的反應中,結合I的結構可知,苯環上碳氯鍵的對位引入硝基,濃硫酸作催化劑和吸水劑,吸收反應產物中的水,硝化反應的條件為加熱,反應的化學方程式是:。
【小問5詳解】由分析可知,G的結構簡式為,H的結構簡式為,H分子中存在羥基,能形成分子間氫鍵,G分子不能形成分子間氫鍵,分子間氫鍵會使物質的熔、沸點顯著升高。
【小問6詳解】根據分析可知,K與E反應生成L為取代反應,反應中新構筑的官能團為酰胺基。
【小問7詳解】
I的分子式為,其不飽和度為6,其中苯環占4個不飽和度,和硝基各占1個不飽和度,因此滿足條件的同分異構體中除了苯環、和硝基之外沒有其他不飽和結構。由題給信息,結構中存在“”,根據核磁共振氫譜中峰面積之比為可知,結構中不存在羥基、存在甲基,結構高度對稱,硝基苯基和共占用3個O原子,還剩余1個O原子,因此剩余的O原子只能插入兩個相鄰的C原子之間。不考慮該O原子,碳骨架的異構有2種,且每種都有3個位置可以插入該O原子,如圖:,(序號表示插入O原子的位置),因此符合題意的同分異構體共有6種。其中,能夠水解生成的結構為。
【點睛】第(7)問在確定同分異構體數量時也可以采用排列法,首先確定分子整體沒有支鏈,且甲基和硝基苯基位于分子鏈的兩端,之后可以確定中間的基團有亞甲基、和氧原子,三者共有種排列方式,則符合條件的同分異構體共有6種。
3. (2024年全國甲卷)白藜蘆醇(化合物I)具有抗腫瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某課題組合成化合物I的路線。
回答下列問題:
(1)A中的官能團名稱為_____。
(2)B的結構簡式為_____。
(3)由C生成D的反應類型為_____。
(4)由E生成F化學方程式為_____。
(5)已知G可以發生銀鏡反應,G的化學名稱為_____。
(6)選用一種鑒別H和I的試劑并描述實驗現象_____。
(7)I的同分異構體中,同時滿足下列條件的共有_____種(不考慮立體異構)。
①含有手性碳(連有4個不同的原子或基團的碳為手性碳);
②含有兩個苯環;③含有兩個酚羥基;④可發生銀鏡反應。
【答案】(1)硝基 (2)
(3)取代反應
(4)+P(OC2H5)3→+C2H5Br
(5)4-甲氧基苯甲醛(或對甲氧基苯甲醛)
(6)鑒別試劑為:FeCl3溶液,實驗現象為:分別取少量有機物H和有機物I的固體用于水配置成溶液,向溶液中滴加FeCl3溶液,溶液呈紫色的即為有機物I
(7)9
【解析】
根據流程,有機物A在Fe/H+的作用下發生還原反應生成有機物B,根據有機物B的分子式和有機物A的結構可以得到有機物B的結構為;有機物B發生兩個連續的反應后將結構中的氨基氧化為羥基,得到有機物C;有機物C發生取代反應得到有機物D,根據有機物D的分子式可以推出有機物D為;有機物D與NBS發生取代反應得到有機物E,根據有機物E的分子式可以推出有機物E為;有機物E與P(OC2H5)3發生反應得到有機物F,有機物F與有機物G發生反應得到有機物H,結合有機物H的結構、有機物G的分子式和小問5的已知條件可以得到有機物G的結構為;最后,有機物H與BBr3反應得到目標化合物I。據此分析解題:
【詳解】(1)根據有機物A的結構可知,A的官能團為硝基;
(2)
根據分析,有機物B的結構簡式為:;
(3)根據分析,有機物C發生反應生成有機物D是將C中的羥基取代為甲氧基得到有機物D,故反應類型為取代反應;
(4)
根據分析,有機物E與P(OC2H5)3發生反應得到有機物F,反應方程式為:+P(OC2H5)3→+C2H5Br;
(5)有機物G可以發生銀鏡反應說明有機物G中含有醛基,結合其分子式和有機物F和有機物H的結構可以得到有機物G的結構為,其化學名稱為:4-甲氧基苯甲醛(或對甲氧基苯甲醛);
(6)對比有機物H和有機物I的結構可以看出,有機物I中含有酚羥基,可以由此進行鑒別,鑒別試劑為FeCl3溶液,實驗現象為分別取少量有機物H和有機物I的固體用于水配置成溶液,向溶液中滴加FeCl3溶液,溶液呈紫色的即為有機物I;
(7)
對于有機物I的同分異構體,可以發生銀鏡反應說明含有醛基;含有手性碳原子,說明有飽和碳原子,可以得到其主體結構為,因其含有兩個酚羥基和手性碳原子,則滿足條件的同分異構體有9種,分別為:、、、、、、、、。
4.(2024年浙江卷) 某研究小組通過下列路線合成鎮靜藥物氯硝西泮。
已知:
請回答:
(1)化合物E的含氧官能團的名稱是_______。
(2)化合物C的結構簡式是_______。
(3)下列說法不正確的是_______。
A. 化合物A→D的過程中,采用了保護氨基的方法
B. 化合物A的堿性比化合物D弱
C. 化合物B在氫氧化鈉溶液加熱的條件下可轉化為化合物A
D. 化合物G→氯硝西泮的反應類型為取代反應
(4)寫出F→G的化學方程式_______。
(5)聚乳酸()是一種可降解高分子,可通過化合物X()開環聚合得到,設計以乙炔為原料合成X的路線_______(用流程圖表示,無機試劑任選)。
(6)寫出同時符合下列條件的化合物B的同分異構體的結構簡式_______。
①分子中含有二取代的苯環。
②譜和譜檢測表明:分子中共有4種不同化學環境的氫原子,無碳氧單鍵。
【答案】(1)硝基、羰基(或酮羰基、酮基) (2) (3)BD
(4)+NH3+HBr或+2NH3+NH4Br
(5)CH≡CH CH3CHO。
(6)或或或或
【分析】A發生取代反應生成B,B在硫酸作用下與硝酸發生對位取代生成C;C水解生成D,D取代生成E,E發生取代反應生成F,結合已知信息,根據其分子式,可推出F為:;F發生取代反應生成G:;
【小問1詳解】
化合物E的結構簡式為,分子結構中的含氧官能團有硝基、羰基(或酮羰基、酮基);故答案為:硝基、羰基(或酮羰基、酮基)。
【小問2詳解】
根據分析可知,化合物C結構簡式:;
【小問3詳解】
A.氨基易被氧化,在進行硝化反應前,先將其轉化為穩定的酰胺基,硝化反應后再水解出氨基,屬于氨基的保護,A正確;
B.硝基為吸電子基團,硝基存在會導致N原子結合質子能力減弱,所以堿性:A>D,B錯誤;
C.B為,在氫氧化鈉溶液加熱的條件下發生水解反應,可轉化為化合物A,C正確;
D.化合物G()轉化為氯硝西泮(),是羰基與氨基發生了加成反應后再發生消去反應,D錯誤;
故答案選BD;
【小問4詳解】F發生取代反應生成G:+NH3+HBr;由于HBr可與NH3反應生成NH4Cl,所以該反應也可寫為+2NH3+NH4Cl。
【小問5詳解】可由發生分子間酯化反應生成,可由酸化得到,乙醛與HCN發生加成反應生成,而乙炔與H2O發生加成反應生成乙醛(CH3CHO),故合成路線為 CH≡CH CH3CHO。
【小問6詳解】B為,其同分異構體分子中含有二取代的苯環;分子中共有4種不同化學環境的氫原子,無碳氧單鍵,則其結構簡式可有、、、、等;
5.(2022年全國甲卷)用 N-雜環卡賓堿(NHC base)作為催化劑,可合成多環化合物。下面是一種多環化合物 H 的合成路線(無需考慮部分中間體的立體化學)。
回答下列問題:
(1)A 的化學名稱為 。
(2)反應②涉及兩步反應,已知第一步反應類型為加成反應,第二步的反應類型為 。
(3)寫出 C 與 Br2/CCl4 反應產物的結構簡式 。
(4) E 的結構簡式為 。
(5)H 中含氧官能團的名稱是 。
(6)化合物 X 是 C 的同分異構體,可發生銀鏡反應,與酸性高錳酸鉀反應后可以得到對苯二甲酸,寫出 X 的結構簡式 。
(7)H'分子中有 個手性碳(碳原子上連有 4 個不同的原子或基團時,該碳稱為手性碳)。
【答案】 (1)苯甲醇 (2)消去反應 (3) (4) (5)硝基、酯基、羰基 (6) (7) 5
【解析】(1)根據反應①的條件、B 的結構簡式及A 的分子式可知,A 為苯甲醇。(2)第②步反應的表達式可表示為B(C7H6O) + CH3CHO → C(C9H8O) + H2O,已知反應②涉及的第一步反應為加成反應,則第二步反應為消去反應。(3)C()中碳碳雙鍵與溴的四氯化碳溶液發生加成反應得到。(4)根據 E 的分子式C5H6O2 及F 的結構簡式可知,E 的結構簡式為。(5)H 的結構簡式為,分子中含氧官能團有硝基、酯基、酮羰基。(6)信息可知,X 分子中含有一個苯環,且苯環對位上有兩個取代基,由 C 的分子式 C9H8O 可知,X 分子中兩個取代基只能一個是乙烯基,另一個為醛基,即 X 的結構簡式為。(7)對比 H()與 H'()的結構可知,將合成 H 的原料 D 中的苯環換為,即得到 D',將 G 中的苯環去掉即得到 G',所以 D'、G'分別為、 。手性碳原子為連有 4 個不同原子或基團的飽和碳原子,由 H'結構簡式可知,H'分子中有 5 個手性碳原子,如圖所示: (標“*”者為手性碳原子)。
6.(2022全國乙卷)左旋米那普倫是治療成人重度抑郁癥的藥物之一,以下是其鹽酸鹽(化合物K)的一種合成路線(部分反應條件已簡化,忽略立體化學):
已知:化合物 F 不能與飽和碳酸氫鈉溶液反應產生二氧化碳。
回答下列問題:
(1)A的化學名稱是 。
(2)C的結構簡式為 。
(3)寫出由E生成F反應的化學方程式 。
(4)E中含氧官能團的名稱為 。
(5)由G生成H的反應類型為 。
(6)I是一種有機物形成的鹽,結構簡式為 。
(7)在E的同分異構體中,同時滿足下列條件的總數為 種。
a)含有一個苯環和三個甲基;b)與飽和碳酸氫鈉溶液反應產生二氧化碳;c)能發生銀鏡反應,不能發生水解反應。
上述同分異構體經銀鏡反應后酸化,所得產物中,核磁共振氫譜顯示有四組氫(氫原子數量比為 6∶3∶2∶1)的結構簡式為 。
【答案】(1)3-氯-1-丙烯(或 3-氯丙烯) (2)
(3) (4)羧基、羥基 (5)取代反應
(6) (7)10 和
【解析】(1)根據 A 的結構可知其名稱為 3-氯-1-丙烯(或 3-氯丙烯)。
(2)由 B、D 的結構簡式及C的分子式可知,該反應產物除D 外,還生成 HCl,結合 D 的結構簡式可知C 的結構簡式為。
(3)F 不能與飽和碳酸氫鈉溶液反應產生二氧化碳,從E、F 的分子組成可知反應中生成一分子水,則為酯化反應,反應 E→F 的化學方程式為。
(4)E 分子中的含氧官能團有兩種,分別為羧基和羥基。
(5)比較 H 和G 的分子組成可知,G 分子中的羥基(—OH)被氯原子取代,該反應是取代反應。
(6)比較 H 和J 的結構簡式,H 中的氯原子被I 的陰離子替換,則I 的結構簡式為。
(7)E 的同分異構體應滿足苯環上連有 3 個甲基、1 個羧基、1 個醛基、1 個氫原子。除 3 個甲基外,另外 3 個基團各不相同,則滿足條件的同分異構體有 10 種。其中同分異構體經銀鏡反應后酸化,所得產物核磁共振氫譜顯示有四組氫(氫原子數量比為 6∶3∶2∶1),則說明該產物分子結構對稱性很強,其可能的結構有如下兩種:和。
7.(2022年江蘇)化合物 G 可用于藥用多肽的結構修飾,其人工合成路線如下:
(1) A 分子中碳原子的雜化軌道類型為 。
(2) B→C 的反應類型為 。
(3) D 的一種同分異構體同時滿足下列條件,寫出該同分異構體的結構簡式: 。
①分子中含有 4 種不同化學環境的氫原子;②堿性條件水解,酸化后得 2 種產物,其中一種含苯環且有 2 種含氧官能團,2 種產物均能被銀氨溶液氧化。
(4) F 的分子式為 C12H17NO2,其結構簡式為 。
【答案】(1)sp2 和 sp3 (2)取代反應 (3) (4)
【解析】A( )和 CH3I 發生取代反應生成 B();B 和 SOCl2 發生取代反應生成 C();C 和 CH3OH 發生取代反應生成 D();D 和 NH2OH發生反應生成 E();E 經過還原反應轉化為 F,F 再轉化為 G,其中 F 和 G 的分子式都是 C12H17NO2,則 F 為,F 和 G 互為手性異構體。(1)A 分子中,苯環上的碳原子和羰基、羧基上的碳原子為 sp2 雜化,亞甲基(—CH2—)上的碳原子為 sp3 雜化,即A 分子中碳原子的雜化軌道類型為 sp2 和 sp3。(2)B→C 的反應中,B 中的羥基被氯原子取代,該反應為取代反應。(3)D 的分子式為 C12H14O3,其一種同分異構體在堿性條件水解,酸化后得 2 種產物,其中一種含苯環且有 2 種含氧官能團,2 種產物均能被銀氨溶液氧化,說明該同分異構體為酯,且水解產物都含有醛基,則水解產物中,有一種是甲酸,另外一種含有羥基和醛基,該同分異構體屬于甲酸酯;同時,該同分異構體分子中含有 4 種不同化學環境的氫原子,則該同分異構體的結構簡式為。(4)由分析可知,F 的結構簡式為 。
8.(2022年山東)支氣管擴張藥物特布他林(H)的一種合成路線如下:
(1)A→B 反應條件為 ;B 中含氧官能團有 種。
(2) B→C 反應類型為 ,該反應的目的是 。
(3) D 結構簡式為 ;E→F 的化學方程式 。
(4)H 的同分異構體中,僅含有—OCH2CH3、—NH2和苯環結構的有 種。
【答案】 (1)濃硫酸、加熱 2 (2)取代反應 保護酚羥基
(3)CH3COOC2H5 (4) 6
【解析】(1)由 C 的結構簡式和有機物的轉化關系,結合已知信息Ⅰ可知,A 為、B 為。在濃硫酸、加熱條件下,與乙醇發生酯化反應生成。B 的結構簡式為,含氧官能團為羥基、酯基,共有 2 種。(2)結合已知信息Ⅰ,B→C 的反應為在碳酸鉀作用下與 PhCH2Cl 發生取代反應生成和氯化氫,由 B 和 H 都含有酚羥基可知,B→C 的目的是保護酚羥基。(3)根據轉化過程的反應條件分析可知,C→E 發生信息Ⅱ反應,C 的分子式為 C23H22O4,E 的分子式為 C22H20O3,則 D 的結構簡式為 CH3COOC2H5,E 為。F→H 發生信息Ⅲ反應,則 F 為,G 為。E→F 的反應為在乙酸作用下與溴發生取代反應生成和溴化氫,反應的化學方程式為。
(4)由 H 的同分異構體中僅含有—OCH2CH3和—NH2可知,分子中有3個—OCH2CH3 和1個—NH2,因此 H 的同分異構體可以視作、、分子中苯環上的氫原子被—NH2取代所得,所得同分異構體數目分別為 1、3、2,共有 6 種。
9.(2022年河北)舍曲林(Sertraline)是一種選擇性 5-羥色胺再攝取抑制劑,用于治療抑郁癥,其合成路線之一如下:
回答下列問題:
(1)①的反應類型為 。
(2)B 的化學名稱為 。
(3)寫出一種能同時滿足下列條件的 D 的芳香族同分異構體的結構簡式 。
(a)紅外光譜顯示有 C=O 鍵;
(b)核磁共振氫譜有兩組峰,峰面積比為1:1。
(4)合成路線中,涉及手性碳原子生成的反應路線為 、 (填反應路線序號)。
(5)H→I 的化學方程式為 ,反應還可生成與 I 互為同分異構體的兩種副產物,其中任意一種的結構簡式為 (不考慮立體異構)。
【答案】(1)氧化反應 (2)3,4-二氯苯甲酸 (3) (4)⑥、⑨
(5) 或
【解析】A 在KMnO4作用下,甲基被氧化為羧基,得到 B,B 中羧基上的-OH被SOCl2中的Cl取代得到C,C中的Cl原子與苯環上的H原子在AlCl3環境發生消去反應得到D,D中羰基在和乙酸酐共同作用下生成碳碳雙鍵得到E,E在一定條件下脫去酯基生成F,F中的碳碳雙鍵加氫得到G,G與SOCl2反應得到 H,H脫去 HCl 得到 I,I 中的羰基發生已知(ⅱ)的反應得到目標產物舍曲林。
(1)據分析,①是中的甲基被 KMnO4 氧化為羧基,反應類型是氧化反應。
(2)據分析,B 的結構簡式是,名稱是 3,4-二氯苯甲酸。
(3)從 D 的結構簡式可知,其分子式為 C13H8Cl2O,能滿足核磁共振氫譜兩組峰,且峰面積比為 1:1 的結構應是高度對稱結構,又含有 C=O,則該芳香族同分異構體的結構簡式為:。手性碳原子指連接四個不同原子或原子團的碳,題給合成路線中涉及手性碳原子的物質是G()、H()、I( )和 Sertraline(), 則涉及手性碳原子生成的反應路線是 G 和Sertraline 的生成,即路線⑥和⑨。
(4)據分析,H→I 是 H 中的碳基上的 Cl 與苯環消去 HCl,形成一個環,化學方程式為:;當該碳基上的 Cl 與苯環上的其它氫原子消去,則得到 I 的同分異構體,和。
三、模型建構
1.高考有機綜合題的總體命題特點
試題情境:復雜陌生有機物的合成。
呈現形式:合成路線圖 + 2~3條信息。
關鍵能力:歸納與論證、分析與推測,尤其是對陌生信息的提取加工和應用能力要求較高。
學科素養:宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知, 變化觀念、創新意識,結構決定性質的化學觀念等。
難度梯度:題目的設計基本都遵循了從“知識”到“應用”,從“基礎”到“能力”的過渡,梯度較為明顯。
設問方式
(1)辨識類:命名、官能團類別、反應類型、試劑和條件、手性碳
(2)表達類:分子式、結構簡式、化學方程式
(3)推斷類:未知物結構簡式、同分異構體結構簡式和數量
(4)設計類:有機合成的路線設計
其他特點:
各地高考有機化學綜合題不僅覆蓋了有機化學模塊的大部分主干知識,還將不同模塊間的知識進行融合創新。
如:有機物物理性質解釋(廣東卷),雜化類型(江蘇卷、遼寧卷),滴定測定(北京卷)等。
2.有機合成過程模型示意圖:
四、名師導學
解題策略1:通過分子式計算得失分析變化
解題策略2:通過特征條件推測反應類型
解題策略3:通過前、后物質結構變化確定中間體結構
從流程的起點、終點,或者從流程中某些明確結構的有機物出發,從正、逆兩個方向進行分析、尋找突破。
抓住有機物在轉化時的“遺傳信息”,也就是有機物碳骨架和官能團的傳遞。變化的位置往往是我們進行推斷的切入點,不變和保留的結構片段只需在推斷中向后順延。
解題策略4:用好陌生信息突破關鍵步驟
總結:結構化的知識和結構化的思維是解決新情境下問題的關鍵能力。

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